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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),曲线y=f(x)通过点(0,2a+3),且在点(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴,

(Ⅰ)用a分别表示b和c;

(Ⅱ)当bc取得最小值时,求函数g(x)=-f(x)e-x的单调区间。

正确答案

解:(Ⅰ)因为

所以f′(x)=2ax+b,

又因为曲线y=f(x)通过点(0,2a+3),

故f(0)=2a+3,

而f(0)=c,

从而c=2a+3,

又曲线y=f(x)在(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴,

故f′(-1)=0,即-2a+b=0,

因此b=2a;

(Ⅱ)由(Ⅰ)得

故当时,bc取得最小值

此时有

从而

所以

令g′(x)=0,解得

当x∈(-∞,-2)时,g′(x)<0,故g(x)在x∈(-∞,-2)上为减函数;

当x∈(-2,2)时,g′(x)>0,故g(x)在x∈(-2,2)上为增函数;

当x∈(2,+∞)时,g′(x)<0,故g(x)在x∈(2,+∞)上为减函数;

由此可见,函数g(x)的单调递减区间为(-∞,-2)和(2,+∞);单调递增区间为(-2,2)。

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简答题

已知函数f(x)=,g(x)=2alnx(e为自然对数的底数),

(1)求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间,若F(x)有最值,请求出最值;

(2)是否存在正常数a,使f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,且在该公共点处有共同的切线?若存在,求出a的值,以及公共点坐标和公切线方程;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)

①当a≤0时,F′(x)>0恒成立,F(x)在(0,+∞)上是增函数,F(x)只有一个单调递增区间(0,+∞),没有最值;

②当a>0时,

若0<x<,则F′(x)<0,F(x)在上单调递减;

若x>,则F′(x)>0,F(x)在上单调递增,

∴当x=时,F(x)有极小值,也是最小值,

所以当a>0时,F(x)的单调递减区间为,单调递增区间为,最小值为-alna,无最大值;

(2)若f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,则方程f(x)-g(x)=0有且只有一解,

所以函数F(x)有且只有一个零点,

由(1)的结论可知F(x)min=-alna=0得a=1,

此时,F(x)=

∴f(x)与g(x)的图象的唯一公共点坐标为

∴f(x)与g(x)的图象在点处有共同的切线,其方程为

综上所述,存在a=1,使f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点

且在该点处的公切线方程为

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简答题

已知函数f(x)=x4-3x2+6,

(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;

(Ⅱ)设点P在曲线y=f(x)上,若该曲线在点P处的切线l通过坐标原点,求l的方程.

正确答案

解:(Ⅰ)

当x∈和x∈时,f′(x)<0;

当x∈和x∈时,f′(x)>0;

因此,f(x)在区间是减函数,

f(x)在区间是增函数。

(Ⅱ)设点P的坐标为(x0,f(x0)),

由l过原点知,l的方程为y=f′(x0)x,

因此,f(x0)=x0f′(x0),

即:x04-3x02+6-x0(4x03-6x0)=0,

整理得(x02+1)(x02-2)=0,解得

因此切线l的方程为

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简答题

设函数y=f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象在x=0处的切线方程为24x+y-12=0,

(Ⅰ)求c,d;

(Ⅱ)若函数在x=2处取得极值-16,试求函数解析式并确定函数的单调区间。

正确答案

解:(Ⅰ)f(x)的定义域为R,

∵切线24x+y-12=0的斜率为k=-24,

∴c=-24;

把x=0代入24x+y-12=0得y=12,

∴P(0,12),

∴d=12,

∴c=-24,d=12。

(Ⅱ)由(Ⅰ)

由已知得:

∴f(x)的单调增区间为;单调减区间为(-4,2)。

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简答题

已知函数f(x)=ax2-(2a+1)x+2lnx(a∈R),

(Ⅰ)若曲线y=f(x)在x=1和x=3处的切线互相平行,求a的值;

(Ⅱ)求f(x)的单调区间。

正确答案

解:

(Ⅰ),解得

(Ⅱ)

①当a≤0时,

在区间(0,2)上,f′(x)>0;在区间(2,+∞)上f′(x)<0,

故f(x)的单调递增区间是(0,2),单调递减区间是(2,+∞);

②当

在区间(0,2)和上,f′(x)>0;在区间上f′(x)<0,

故f(x)的单调递增区间是(0,2)和,单调递减区间是

③当

故f(x)的单调递增区间是(0,+∞);

④当

在区间和(2,+∞)上,f′(x)>0;在区间上f′(x)<0,

故f(x)的单调递增区间是和(2,+∞),单调递减区间是

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简答题

已知函数f(x)=ln(1+x)-x+x2(k≥0)。

(1)当k=2时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(2)求f(x)的单调区间。

正确答案

解:(1)当k=2时,f(x)=ln(1+x)-x+x2,f′(x)=

由于f(1)=ln2,

所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为

即3x-2y+2ln2-3=0;

(2)

当k=0时,

所以,在区间(-1,0)上,f′(x)>0;

在区间(0,+∞)上,f′(x)<0

故f(x)的单调递增区间是(-1,0),单调递减区间是(0,+∞)

当0<k<1时,由

所以,在区间(-1,0)和上,f′(x)>0;

在区间上,f′(x)<0

故f(x)的单调递增区间是(-1,0)和,单调递减区间是

当k=1时,

故f(x)的单调递增区间是(-1,+∞)

当k>1时,由

所以,在区间和(0,+∞)上,f′(x)>0

在区间上,f′(x)<0

故f(x)的单调递增区间是和(0,+∞)

单调递减区间是

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简答题

已知函数f(x)=x3+2x2﹣ax+1.

(I)若函数f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为4,求实数a的值;

(II)若函数f(x)在区间(﹣1,1)上是单调函数,求实数m的取值范围.

正确答案

解:(I)f′(x)=3x2+4x﹣a,

k=f′(1)=3+4﹣a=4,故a=3;

(II)f′(x)=3x2+4x﹣a是二次函数,开口向上,对称轴是 x=﹣

要使函数f(x)在区间(﹣1,1)上是单调函数,

只需

解得即a>7  

所以实数a的取值范围是 a>7

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简答题

已知函数,g(x)=lnx+2x。

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)试问过点(2,5)可作多少条直线与曲线y= g(x)相切?请说明理由。

正确答案

解:(1)∵函数的定义域为(0,+∞),

∴f'(x)

(i)当a≤0时,f'(x)>0,

∴f(x)的增区间为(0,+∞),

(ii)当a>0时,令f'(x)>0,解得x>a,

∴f(x)的增区间为(a,+∞),

令f'(x)<0,解得0<x<a,

∴f(x)的减区间为(0,a)。

(2)g(x)=2x+lnx(x>0),

设过点(2,5)的直线与曲线g(x)相切的切点坐标为(x0,y0

∴y0-5=g'(x0)(x0-2),

由(1)知当a=2时,h(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,

,h(2)=ln2-1<0,

∴h(x)与x轴有两个交点,

∴过点(2,5)可作2条曲线y=g(x)的切线。

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简答题

已知函数f(x)=x2﹣(1+2a)x+alnx(a为常数).

(1)当a=﹣1时,求曲线y=f(x)在x=1处切线的方程;

(2)当a>0时,讨论函数y=f(x)在区间(0,1)上的单调性,并写出相应的单调区间.

正确答案

解:(1)当a=﹣1时,f(x)=x2+x﹣lnx,

∴f(1)=2,f′(1)=2

∴曲线y=f(x)在x=1处切线的方程为y﹣2=2(x﹣1)即y=2x;

(2)由题意得,

由f′(x)=0,得

①当时,令f′(x)>0,x>0,可得0<x<a或

令f′(x)<0,x>0,可得

∴函数f(x)的单调增区间是(0,a)和,单调减区间是

②当时,,当且仅当x=时,f′(x)=0,

所以函数f(x)在区间(0,1)上是单调增函数;

③当时,令f′(x)>0,x>0,可得0<x<a或a<x<1;

令f′(x)<0,x>0,可得

∴函数f(x)的单调增区间是(0,)和(a,1),单调减区间是

④当a≥1时,令f′(x)>0,x>0,可得0<x<

令f′(x)<0,x>0,可得

∴函数f(x)的单调增区间是(0,),单调减区间是

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简答题

已知函数

(1)若,求曲线处切线的斜率;

(2)当时,求的单调区间;

(3)设,若对任意,均存在,使得,求的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)由已知,                          

.

故曲线处切线的斜率为.                    

(Ⅱ).                              

时,由,得.在区间上,

在区间上,

所以,函数的单调递增区间为,单调递减区间为

(Ⅲ)由已知转化为.               

由(Ⅱ)知,当时,上单调递增,值域为,故不符合题意

.(或者举出反例:存在,故不符合题意.)     

 当时,上单调递增,在上单调递减,

的极大值即为最大值,

,  

所以,解得.                                          

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简答题

已知函数f(x)=lnx,g(x)=(a>0),设h(x)=f(x)+g(x),

(Ⅰ)求h(x)的单调区间;

(Ⅱ)若在y=h(x)在x∈(0,3]的图象上存在一点P(x0,y0),使得以P(x0,y0)为切点的切线的斜率k≥成立,求实数a的最大值。

正确答案

解:(Ⅰ),其定义域为(0,+∞),

,则x=a,

于是,当x>a时,h′(x)>0,h(x)为增函数,

当0<x<a时,h′(x)<0,h(x)为减函数,

所以h(x)的单调增区间是(a,+∞),单调减区间是(0,a);

(Ⅱ)因为

所以在区间x∈(0,3]上存在一点P(x0,y0),

使得以P(x0,y0)为切点的切线的斜率

等价于

因为

所以在x∈(0,3]的最大值为

于是a≤,a的最大值为

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简答题

已知a是实数,函数f(x)=x2(x﹣a).

(1)若f'(1)=3,求a的值及曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(2)求f(x)在区间[0,2]上的最大值.

正确答案

解:(1)f'(x)=3x2﹣2ax.

因为f'(1)=3﹣2a=3,所以a=0.

又当a=0时,f(1)=1,f'(1)=3,

则切点坐标(1,1),斜率为3

所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y﹣1=3(x﹣1)

化简得3x﹣y﹣2=0.

(2)令f'(x)=0,解得

,即a≤0时,f(x)在[0,2]上单调递增,

从而fmax=f(2)=8﹣4a.

时,即a≥3时,f(x)在[0,2]上单调递减,

从而fmax=f(0)=0.

,即0<a<3,f(x)在上单调递减,在上单调递增,

从而

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简答题

函数f(x)=x3﹣(a+1)x+a,g(x)=xlnx.

(Ⅰ)若y=f(x),y=g(x)在x=1处的切线相互垂直,求这两个切线方程.

(Ⅱ)若F(x)=f(x)﹣g(x)单调递增,求a的范围.

正确答案

解:(I)f'(x)=3x2﹣(a+1),g'(x)=lnx+1

∴f'(1)=2﹣a    

g'(1)=1

∵两曲线在x=1处的切线互相垂直

∴(2﹣a)×1=﹣1

∴a=3

∴f'(1)=﹣1     f(1)=0

∴y=f(x)在x=1处的切线方程为x+y﹣1=0,

同理,y=g(x)在x=1处的切线方程为x﹣y﹣1=0

(II)由F(x)=x3﹣(a+1)x+a﹣xlnx

得F'(x)=3x2﹣(a+1)﹣lnx﹣1=3x2﹣lnx﹣a﹣2

∵F(x)=f(x)﹣g(x)单调递增

∴F'(x)≥0恒成立 即a≤3x2﹣lnx﹣2

令h(x)=3x2﹣lnx﹣2

令h'(x)>0得

令h'(x)<0得

∴a的范围为(-∞,)。

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简答题

已知函数f(x)=(x2+bx+c)ex在点P(0,f(0))处的切线方程为2x+y-1=0,

(Ⅰ)求b,c的值;

(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;

(Ⅲ)若方程f(x)=m恰有两个不等的实根,求m的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)

∵f(x)在点P(0,f(0))处的切线方程为2x+y-1=0,∴;  

(Ⅱ)由(Ⅰ)知:

∴f(x)的单调递增区间是:

f(x)的单调递减区间是:(-1,2)。  

(Ⅲ)由(Ⅱ)知:

但当x→+∞时,f(x)→+∞;

又当x<0时,恒有f(x)>0,

则当且仅当时,方程f(x)=m恰有两个不等的实根。

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简答题

已知函数,其中

(1)当时,求曲线在点处的切线方程;

(2)讨论函数的单调性。

正确答案

解:(1)当时,

所以曲线在点处的切线斜率是

因为

所以曲线在点处的切线方程是

(2)令,得

①当时,

在R上为增函数。

②当,即时,列表分析如下:

所以函数内单调递增,在内单调递减。

综上,当时,在R上单调递增;当时,内单调递增,在内单调递减。

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